Информационные технологии как средство активизации познавательной деятельности учащихся

  Компьютерное пособие позволяет работать самостоятельно на уроках, так как интерфейс интуитивно понятен и прост. Оно состоит из следующих пунктов:1. Введение.2. Теория (18 тем по данному разделу).3. Задания (по 13 задач на каждую тему и два варианта тестов.)4. Приложения.5. Ученые (биография известных ученых-механиков).

Тренажер "Задачник по физике"

Ориентирован на выработку навыка решения типовых задач школьного курса физики, прохождение материала построено на многократном повторении пройденного на качественно новом уровне. Все задания объединены в разделы, каждый раздел состоит из нескольких обучающих сценариев. Сценарий представляет собой блок из 7-11 последовательно усложняющихся задач, причем каждая из задач представлена в 4-х вариантах, отличающихся значениями исходных данных. Последовательное прохождение звуковых сценариев призвано отработать навык решения типовых задач многих разделов физики, изучаемых в школе. Приступая к работе с тренажером, ученик регистрируется под своей фамилией в списке своего класса. Оценки за каждое прохождение сценария записываются напротив его фамилии в специальный файл (электронный журнал оценок). Решая задачи, объединенные данным сценарием, он может использовать программу в различных режимах. В режиме "Знакомство" перед решением очередной задачи на экран выводится необходимый справочный материал по данной теме, показывается пример решения задачи. Затем предлагается самостоятельно решить эту задачу с другими начальными данными. После выполнения задания на экран выводится информация о том, правильным или ошибочным было решение. В режимах "Тренировка" и "Закрепление" справочный материал выводится на экран только в случае ошибки. В режимах "Зачет" и "Экзамен" ученик получает информацию о правильности решения только в виде итоговой оценки за весь блок задач. Именно в режиме "Экзамен"  провожу уроки физики с применением данного тренажера. Выставленная компьютером оценка заносится в журнал класса.

4. Использование информационных технологий в  проведении ученических конференций.

Учебное занятие, проведенное с помощью мультимедийной презентации, максимально иллюстрирует учебный материал, способствует развитию интереса, внимания и других личностных качеств, качественному усвоению знаний. Такая форма преподавания эффективна на любом типе урока, но максимально на уроках, где требуется моделирование какого-либо  процесса. Например, на уроке пресс-конференции в 10 классе «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды» демонстрируется принцип действия тепловых двигателей на модели. (Приложение 1)

Проведение конференции можно условно разделить на несколько этапов. Ученикам предлагается список примерных названий докладов для данной конференции. Доклады в электронном виде в определенные сроки должны быть представлены учителю. Ученики выступают с докладами перед классом. Поощряется применение мультимедийных средств для иллюстрации доклада. За участие в конференции выставляется оценка с учетом двух параметров: текста доклада; выступления с докладом на конференции (просто зачитывать доклад не разрешается);

Опыт показывает, что применение информационных технологий на уроках физики и во внеурочной деятельности расширяет возможности творчества, как учителя, так и учеников, повышает интерес учеников к физике, стимулирует освоение учениками довольно серьезных тем, ведет к интенсификации процесса обучения.

  5. Исследовательская работа во время проведения лабораторных работ.

При исследовательском методе обучения познавательная деятельность школьников по своей структуре приближается к исследовательской деятельности ученого, открывающего новые научные истины. Данный приём не только повышает познавательную активность, но и оказывается достаточно результативным. Вначале ученики получают  задания исследовательского характера. Затем выполняется практическая работа по сбору фактов (опыты, эксперимент, наблюдение, обработка данных результатов), а только после этого -  их теоретический анализ и обобщение. При этом проблема часто возникает не сразу, а в ходе обнаружения несоответствия, противоречия между выявленными фактами. Процент самостоятельности при этом велик, и увеличивается с возрастом. В качестве примера, используемый мною, фронтальный эксперимент по теме “Механические колебания”.

Опыт №1. Изучение свободных колебаний груза, подвешенного на резиновом шнуре, груза, подвешенного на нити.                                                       Цель: Выяснить условия возникновения свободных колебаний. Оборудование: Груз массой 100г, шнур резиновый, шарик диаметром 25мм на нити.

Выведите груз из положения равновесия и ответьте на вопросы: 1). Под действием каких сил маятник совершает колебания? 2). Почему колебания маятника постепенно затухают?

Опыт №2. Превращения энергии при колебательном движении.                           Цель: Наблюдение превращения потенциальной энергии в кинетическую энергию и обратно при колебательном движении. Оборудование: Груз массой 100г, шнур резиновый, шарик диаметром 25мм на нити.

Наблюдая за колебаниями каждого из маятников, ответьте на вопросы:1). В каком положении колеблющееся тело имеет наибольшее и наименьшее значение потенциальной энергии? 
2). В каком положении колеблющееся тело имеет наибольшее и наименьшее значение кинетической энергии? 
3). Изменяется ли полная механическая энергия, если сопротивление воздуха не учитывать?

Опыт №3. Измерение амплитуды, периода, частоты колебаний нитяного (математического) маятника.                                                                                      Оборудование: Нитяной маятник, линейка измерительная, секундомер.

1). Поднимите маятник над линейкой  так, чтобы центр тяжести шарика  находился напротив нулевого  деления шкалы линейки, а шарик  почти касался ее. Отклоните маятник  от положения равновесия на  небольшой угол и отпустите.2). Измерьте среднюю амплитуду колебаний маятника.3). Измерьте время, за которое маятник сделает 10 полных колебаний.4). Вычислите период и частоту колебаний .

Опыт №4. Изучение фазы колебаний маятников.                                                      Цель: Наблюдение и сравнение одновременного движения двух нитяных маятников при различной разности фаз их колебаний. Оборудование: Штатив с муфтой и лапкой, два нитяных маятника одинаковой длины.                                    1). Отклоните один маятник от положения равновесия на небольшое расстояние и отпустите. Наблюдайте за колебаниями маятника. В каких положениях относительно положения равновесия находится маятник, если фаза его колебаний равна ? 2). Отклоните оба маятника в противоположные стороны от положения равновесия и одновременно отпустите их. С какой разностью фаз колеблются маятники?3). Приведите оба маятника в колебания с разностью фаз 0, .

Опыт №5. Проблемное задание. “Выяснить, от чего зависит период колебаний нитяного маятника”.                                                                                      Цель: Выясните, зависит ли период колебаний нитяного маятника от его массы. Оборудование: Штатив с муфтой и лапкой, нить, набор гирь массой 100,50,20г, секундомер.                                                                                                     Не меняя длину маятника, определите периоды колебаний маятника, когда его масса равна 100,50,20г . Сформулируйте вывод.

 Умение сделать вывод  по результатам экспериментальной работы – показатель качества усвоения учебного материала

Эксперимент во время проведения фронтальных лабораторных работ.

 Тема: Основы кинематики. Свободное падение.  
Задача. Определение формы струи воды, свободно вытекающей из отверстия  
Цель работы: Экспериментальное изучение законов движения тела под действием силы тяжести. Задание: Определить траекторию, вдоль которой движется вода, свободно вытекающая из отверстия.  
Для выполнения работы учащиеся должны владеть понятиями: система отсчета, траектория, равноускоренное движение; знать график зависимости координат от времени. Необходимо так же актуализировать знания по теме «Движение тела, брошенного под углом к горизонту».  
Более сильным учащимся можно предложить ответить на вопрос о влиянии сопротивления воздуха: почему в этом эксперименте им можно пренебречь. Учащиеся должны показать, что в пределах экспериментальных ошибок траектории движущейся воды (форма струи) представляет собой параболу. Такой же результат получается при теоретическом выводе уравнения траектории, если предположить, что трение отсутствует (нужно предложить учащимся вывести самостоятельно эту зависимость). Таким образом, они должны сделать вывод, что, выполняя измерения данным методом и с данным набором инструментов влияние сопротивления воздуха не обнаруживается. Если учащиеся уже знакомы с динамикой, то целесообразно предложить им экспериментальную задачу «Изучение роли силы трения при падении тела в воздухе». В ней показан один из способов оценки роли силы трения при движении тела. Можно напомнить суть «метода выравнивания».

Тема: Законы геометрической оптики: прямолинейного распространения и отражения света.  
Задача. Изучение законов отражения света Цель работы: Изучение законов отражения света. Задание: Показать, что угол падения равен углу отражения.  
Учащиеся должны знать что такое угол падения и угол отражения. Работа с этой задачей позволяет учащимся «открыть» закон отражения, получить экспериментальные доказательства того, что углы падения и отражения равны.  
Чтобы не возникло путаницы при измерениях, рекомендуется зеленый кружок поместить на границе раздела сред, красный расположить на перпендикуляре к границе сред. При измерении угла падения линия ЭС направляется вдоль падающего луча, а при измерении угла отражения — вдоль отраженного луча. Следует обратить внимание учащихся на то, что они измеряют угол СЭК, который инструментом отсчитывается против часовой стрелки (в этом случае для определения угла отражения следует из 360 вычесть угол СЭК. После выполнения работы полезно разобрать вопрос о том, как, используя закон отражения света, построить изображение в плоском зеркале.

Свою долю в развитие индивидуальных творческих возможностей вносят уроки-практикумы. Они, в большинстве своем, носят закрепляющий характер. Так в результате изучения темы «Законы И.Ньютона» ученики получают возможность найти в жизни  убедительные доказательства теоретическим воззрениям, полученным ученым, применить свои знания при решении задач. Итогом их работы является контрольное тестирование.

Электронные учебники.

Виртуальная школа Кирилла и Мефодия в 7-11 классах. Уроки Кирилла и Мефодия позволяют отрабатывать умения и навыки с помощью интерактивных тренажеров, проверять знания по отдельным частям урока, уроку целиком, заносить результаты тестирования в дневник успеваемости, отслеживать динамику успеваемости, обучать самостоятельной работе с учебным материалом, выявлять слабые места в понимании предмета и стимулировать к более глубокому его изучению. Вести подготовку  к промежуточному, итоговому контролю. Работа с электронными учебниками позволяет не только формировать знаний и умений, но и вырабатывать опыт творческой деятельности. Учащиеся имеют возможность  быстро получить необходимую информацию, в виде фото и видеоматериалов, схем и др., которые оживляют восприятие материала. Так на уроке в 10 классе по теме «Закон сохранения энергии  механике» появляется возможность совершенствования творческих способностей на этапе закрепления и контроля знаний. Как правило, благодаря особой тренировочной системе, построенной на поэтапном усложнении заданий, на положительную оценку срабатывают ученики всех трех уровней обучаемости, а это стимулирует процесс познания.

Решение физических задач.

Физическая задача - это  применение знаний учащихся к тому или иному закону, формулам. Используется видеозадачник по физике. Во время контроля знаний часто применяется тестовый контроль, позволяющий установить объем полученных знаний, а физические задачи – качество усвоения материала, умение использовать свои знания  на практике. Самостоятельное решение задачи – это маленькое открытие для каждого учащегося, это чувство удовлетворенности, положительные эмоции, не утомительная нагрузка, а интересная работа. Использование компьютерного тестирования повышает эффективность учебного процесса, активизирует познавательную деятельность школьников. При создании теста с выбором ответа на компьютере, можно организовать вывод реакции о правильности (не правильности) сделанного выбора или без указания правильности сделанного выбора. По результатам таких тестов можно судить о степени готовности и желании учеников изучать данный раздел. Применение видеозадач позволяет не только изменить механизм восприятия содержания задачи, повысить интерес учащихся к предмету, но и развивать предметные компетенции:

• использовать естественнонаучные знания для решения реальных жизненных ситуаций;
• привлекать дополнительную информацию, личный опыт, известные знания для решения поставленной задачи;
• использовать решения предыдущего задания для поиска решения следующих заданий внутри общей задачи;
• использовать исследовательский метод: анализ полученных результатов и их научная аргументация для подтверждения своей позиции и оценки различных точек зрения;
• выделять неявную, скрытую дополнительную информацию и вопроса к поставленной задаче.

Пример 1.Груз массой 500г подвешен на нити вращается вокруг оси. Определите предельное натяжение нити.                                                                                   Пример 2. Производится выстрел из оружия. Пуля проходит насквозь через пустую стеклянную колбу, делая отверстие. Если налить жидкость, то она разрывается на мелкие куски. Почему в первом случае колба не раскололась, а во втором разорвалась? 

Особого внимания требует вопрос совместного использования видеозадач. На мой взгляд, не следует опираться только на возможности компьютера, хотя он предоставляет великолепные средства для наглядного и красочного представления информации по изучаемой теме, тексты основных определений и другие основополагающие сведения все же должны остаться у учащихся в виде "бумажной копии". При решении задач, в которых требуется выполнить самостоятельно какие-либо вычисления и вписать в указанные места готовые ответы, также желательно делать это в рабочей тетради.